| Нормы освещенности измеряются в Люкс. Чтобы получить количество люкс на один квадратный метр, необходимо разделить количество люмен (единица измерения светового потока) на один квадратный метр. В конечном счете, нам важно не как светит лампа или светильник, а насколько хорошо освещен наш рабочий стол, например. Поэтому контролирующие органы проверяют соответствие реальной освещенности рабочей поверхности в Люкс установленным нормам освещенности. Видимые лучи, посылаемые источником света, называются световым потоком (ф), за единицу измерения которого принят люмен (Лм). Если световой поток встречает на своем пути какую-либо поверхность, то эта поверхность получает определенную освещенность, измеряемую в люксах (Лк), причём 1 Лк = 1 лм/м2. Уровни освещенности, таблица
Плотностью светового потока (L) определяется яркость излучающей свет поверхности независимо от того, сама ли она излучает свет (первичный излучатель), либо только отражает или пропускает световые лучи (вторичный излучатель, например, освещенные поверхности стен, пола, потолка). Освещённость помещения определяется освещенностью горизонтальной поверхности на высоте 0,85 м от уровня пола (примерно на уровне верха стола). Помещение может иметь различную освещенность (E). Отношение Емин/Еср служит для оценки равномерности освещения (табл. 1). Нормы освещенности при различных видах производственной деятельности, с учетом типа помещений.
Для большинства офисных помещений нормой является освещенность в 120 — 250 лк, складских помещений — 60 — 120 лк, производственных помещений — 120 — 500 лк. При этом, на письменном столе необходимо получить не менее 300 лк.
Рекомендуем также почитать: КСС или кривая силы света Светодиодные лампы — какие лучше |
Как измеряют освещенность (естественное и искусственное освещение)
Отличие Освещенности и Светового потока
Сегодня на рынке освещения большая путаница с техническими параметрами, такими как световой поток (измеряемый в люменах (Лм) и освещенность (измеряемый в люксах (Лк). Большинство, при подборе светильников обращают внимание на световой поток (Лм – указывается на упаковке каждого светодиодного светильника), а не на требования освещенности.Чаще всего, в расчет берется суммированный световой поток лампы или светодиодов, без световых и тепловых потерь.
Световой поток, можно измерить только в специальной лаборатории,самомуэто сделать с подручными прибораминевозможно! В нормативных документах существует понятие светового потока, но нет определенных требований к нему.
Освещенность любой человек может измерить самостоятельно, без сложного оборудования.Что такое освещённость?
Освещённость– это величина отношения светового потока к площади, на которую он падает. Причём падать он должен на эту плоскость именно перпендикулярно. Измеряется в люксах, lux (лк).
Зачем измерять освещённость?
Учеными доказано, что плохой (или, наоборот, слишком хороший) свет через сетчатку глаза воздействуют на рабочие процессы нашего мозга.
Как следствие, свет влияет на психологическое состояние человека: если света недостаточно — он чувствует угнетенность, пониженную работоспособность, сонливость; если свет слишком яркий, он способствует возбуждению, подключению дополнительных ресурсов организма, вызывая их повышенный износ. И то и другое – одинаково вредно.
Если же свет подобран правильно, то благодаря улучшению освещенности производительность на рабочем месте может быть повышена на 25—30%.
Нормативы
До недавнего времени в России для измерения освещённости руководствовались межгосударственным стандартом измерения освещённости — ГОСТ 24940-96. В этом ГОСТе используются такие понятия, как: освещённость, средняя, минимальная и максимальная освещённость, цилиндрическая освещённость, коэффициент естественной освещенности (КЕО), коэффициент запаса, относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения.
В 2012 году Россия ввела собственный, национальный стандарт измерения освещённости, ГОСТ Р 54944-2012 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности».
В этом ГОСТе к тем понятиям, что были раньше, добавлены новые: полуцилиндрическая освещённость, аварийное освещение, резервное освещение, эвакуационное освещение, охранное освещение, рабочее освещение.
В 2016 году был откорректирован Свод правил — СП 52.13330.2016, который после актуализации 2011 года потерпел незначительные изменения, такие как:
- согласно пункту4.1теперь нормируется именно средняя освещенность, а не наименьшая;
- в пункте7.3.1говориться, что в учебных заведениях запрещено применять осветительные приборы на светодиодах;
- в пункте7.6.9определены новые нормы размещения эвакуационных знаков безопасности;
- и др.
Параметры для оценки освещенности
Световые волны как один из видов электромагнитных волн различают по длине и частоте колебаний, которые связаны между собой следующей математической зависимостью:
Ь = с/&
где А, — длина волны; м;с —скорость распространения света, 300 000 км/ч; частота колебаний, Гц(1 Гц равен одному колебанию в 1 с). Силу светаизмеряют в канделах (кд). 1 кд соответствует У60силы света, излучаемого в перпендикулярном направлении поверхностью абсолютного черного тела площадью 1 см2при температуре затвердевания платины 1760°С.
Освещенностьизмеряется в люксах. Люкс (лк) есть освещенность поверхности, на каждый квадратный метр которой падает световой поток, равный одному люмену (лм):
1 лк = 1 лм/1 м2.
Люмен —это световой поток, излучаемый в пределах телесного угла в 1 стер источником, сила света которого равна 1 св; находится как отношение площади освещенности к квадрату расстояния до источника света. Если поверхность освещается несколькими источниками, создающими на ней освещенности ?,,Е2и т. д., то полная освещенность поверхности Е будет равна их сумме.
Коэффициент пульсации. Изменение условий освещения помещений вызывает адаптацию органов зрения, в основе которой лежат физиологические и фотохимические процессы, приводящие к изменению чувствительности зрения. Частые и резкие изменения условий освещения отражаются на физическом состоянии человеческого организма.
Скорость различения и устойчивость ясного видения предметов зависят также от уровня освещенности. Скорость различения особенно велика при уровне освещенности 400—500 лк, устойчивость ясного видения соответствует уровню освещенности 130— 150 лк.
Важными факторами, которые необходимо принимать во внимание при определении освещенности помещений, являются цветовые решения интерьеров и различие яркости наблюдаемого предмета и фона, на котором рассматривается предмет. Таким образом, яркостной контраст зависит от уровня освещенности: чем меньше освещенность, тем должна быть больше контрастность. Яркость фона определяется количеством отраженного света, воспринимаемого человеческим глазом.
Виды освещения
Освещенность обеспечивается путем устройства окон и установки светильников.
В одних случаях требуется равномерная освещенность помещения, в других — нормативной должна быть освещенность рабочих мест, а освещенность всего помещения может быть в два-три раза меньше. Это зависит от назначения помещений и достигается использованием определенных типов светильников и их размещением, что предусматривается проектом. Освещение бывает естественным и искусственным.
Естественное освещение
Источниками естественного освещения являются:
- солнце,
- луна (точнее отражённый ею свет),
- рассеянный свет небосвода (это не просто поэтическое название , термин используемый в протоколах по измерению освещенности).
Естественное освещение помещений зависит:
- от местности, где расположено здание. В СНИП определено понятие световой климат — так называется характер изменения освещенности на открытом воздухе в течение суток, месяца, года. Световой климат напрямую зависит от географической широты местности и высоты стояния солнца.
- от ориентации здания,
- от расстояния здания от затемняющих объектов;
- от расположения световых проемов и их размеров:
Расположение: Для лучшего освещения самых удаленных точек помещений необходимо, чтобы верхняя граница светового проема была поднята как можно выше над уровнем пола, а наиболее удаленная от окна точка находилась на расстоянии, не превышающем двойной высоты верхнего края проема над полом.
Размер: В жилых и служебных помещениях требования к размеру световых проемов разные: в жилых — 1:8 по отношению к площади освещаемого пола, в служебных и административных — не менее 1:10. Размер светового проема равен площади проема за вычетом 15% площади, приходящейся на оконные устройства.
На основании всех этих факторов помещение имеет определенный уровень освещенности, который характеризуется коэффициентом естественной освещенности (КЕО), представляющим собой отношение освещенности внутри помещения (Лк) к одномоментной освещенности снаружи (Лк), измеряется КЕО в процентах ( %)
Коэффициент естественной освещенности для жилых и общественных зданий и производственных помещений с боковым освещением зависит от точности выполняемых работ и колеблется от 1,5 до 2, а для помещений с грубыми работами КЕО =0,5. При верхнем и комбинированном освещении в соответствии со СНиП этот коэффициент колеблется от 2 до 7.
Искусственное освещение
Источниками искусственного освещения – являются любые осветительные приборы (лампы, светильники, светодиодные ленты)
При определении эксплуатационных характеристик искусственного освещения необходимо обращать внимание на
- мощность света,
- равномерность освещения,
- отсутствие резких теней и блескости.
Нормы освещенности установлены СНиП в зависимости от назначения помещений и проводимых там работ.
Подробную информацию можно изучить в статьях:
«Нормы освещенности по Нормативным документам»
«Нормы пульсации по Нормативным документам»
Коэффициент эксплуатации
(обратно пропорционален коэффициенту запаса , КЗ, использовавшемуся ранее)
При планировании освещенности на этапе проекта важно не забывать, что в процессе эксплуатации любой осветительный прибор может уменьшить создаваемую им освещенность. Для компенсации этого спада при проектировании вводится коэффициент эксплуатации (КЭ).
КЭ для искусственного освещения учитывает:
- загрязнение
- не восстанавливаемое изменение отражающих и пропускающий свойств оптических элементов
- спад светового потока
- выход из строя источников света
- загрязнение поверхностей помещений, наружных стен здания или сооружения, проезжей части дороги или улицы.
КЭ для естественного освещения учитывает:
- загрязнение и старение светопрозрачных заполнений в световых проемах,
- снижение отражающих свойств поверхностей помещения. Как пример, при запылении ограждающих поверхностей в лабораториях освещенность снижается на 10% за год, в деревообрабатывающих цехах на 30% за полгода.
Измерение освещённости рабочих мест проводят вместе с замерами уровня шума, пыле- и загрязнённости, вибрации — в соответствии с СанПин (санитарные правила и нормы).
Измерение освещённости производят ЛЮКСОМЕТРОМ( от Люкс)
Люксометр — это мобильный, портативный прибор для измерения освещенности, принцип работы которого идентичен фотометру.
Правила использования:
- прибор всегда находится в горизонтальном положении;
- его устанавливают в точках, место положение которых рассчитываются согласно методике, указанной в Госстандартах. Количество контрольных точек должно быть не менее 10;
- все люксометры сертифицируются, и погрешность люксметра, согласно ГОСТ должна быть не больше 10%.
Люксметры бывают субъективные и объективные.
Субъективный люксметр основан на уравнивании яркости двух полей освещения (освещенность одного поля известна). Он состоит из вентильного фотоэлемента и измерительного устройства. Электрический ток, который дает фотоэлемент при освещении его поверхности, пропорционален ее освещенности. Поэтому измерительное устройство, проградуированное в люксах, показывает сразу значение освещенности.
Объективные люксметры являются более точными, в них роль анализатора выполняет селеновый фотоэлемент, а показания регистрирует гальванометр. При попадании световых лучей на приемную часть фотоэлемента в схеме прибора возникает ЭДС, пропорциональная уровню освещенности. Шкала прибора имеет 50 делений с обозначением трех пределов измерений освещенности: 0—25, 0—100, 0—500 лк. Если освещенность превышает 50 лк, то на фотоэлементе устанавливают поглотитель, который расширяет основные пределы измерения в 100 раз, что позволяет измерять освещенность 0—50 000 лк.
Измерения проводятся отдельно по искусственному и естественному освещению. При этом нужно следить, чтобы на прибор не падала какая-либо тень, и поблизости не было источника электромагнитного излучения. Это внесёт помехи в результаты. После того как сделаны все необходимые замеры освещенности, на основе полученных результатов, по специальным формулам, рассчитываются нужные параметры, и делается общая оценка. То есть, полученные параметры сравниваются с нормативом, и делается вывод о том достаточно ли освещённость данного помещения или территории.
На каждый вид измерений в каждом помещении или участке улицы заполняется отдельный протокол. Оценочный протокол выдаётся как по каждому помещению или территории, так и по всему объекту. Этого требует «ГОСТ. Измерение освещённости» должно быть выполнено по правилам.
Рекомендации замеров освещенности для светодиодных светильников
- Замеры освещенности светодиодных светильников необходимо проводить после их 2 часовой работы, когда они выйдут на рабочий режим (несколько раз в течение дня). Светодиоды и источники питания выделяют большое количество тепла. Оно отводится за счет теплоотводящих материалов (алюминий, компаунд и т.п) и определенной конструкции (большая радиаторная площадь и т.п.). Тем не менее повышенные температурные режимы оказывают серьезное воздействие на освещенность.
- Чтобы не ошибиться с параметрами освещенности, лучше при проектировании сразу закладывать коэффициент падения освещенности, который зависит от типа и характеристики объекта.
- Следите за работой светодиодных светильников и параметрами освещенности весь гарантийный срок, т.к. если производитель заявляет гарантийный срок 3 и более года, то светильники при соблюдении условий должны сохранять качественные в течение всего срока.
- Если условия эксплуатации светильников происходят при температурных режимах свыше +45 гр, то замеры освещенности надо делать гораздо чаще, чем регламентируют нормы.
На заметку: на некоторых Интернет-ресурсах Вы можете встретить информацию: «В жилых комнатах норма освещения лампами накаливания установлена 25—30 лк, люминесцентными лампами — 75 лк.». Данная информация является устаревшей и указывает минимальную освещенность. Но, как писалось ранее,в последней редакции — СП 52.13330.2016 теперь нормируется средняя освещенность, а не наименьшая. И с учетом перехода на светодиодные источник света средняя освещенность для жилых помещений составляет 200 Лм.
Люксметры для высокоточного измерения освещенности
Освещенность и светораспределение оказывают ключевое воздействие на такие факторы, как работоспособность и безопасность труда. С люксметром Testo вы обеспечите оптимальную освещенность помещения.
Типичные области применения регулярных замеров освещенности с помощью люксметра Testo следующие:
- Измерение освещенности на рабочих местах и в общественных зданиях
- Измерение освещенности на выставках и в музеях
- Измерение освещенности для машин на производственных линиях
Бестселлер: testo 540
h3>Измерение освещенности фотометром – принципы работы
Мощность светового потока (единица измерения: люмен) между источником света и площадью, который он освещает, измеряется в люксах (лк). Освещенность равна одному люксу, когда световой поток мощностью в один люмен (лм) равномерно освещает площадь в один квадратный метр. Прибор для измерения освещенности (люкс) называется люксметром или фотометром.
Ваш идеальный люксметр – от базовых до профессиональных моделей
Люксметры с подключаемыми зондами h4>
Помимо света могут измерять другие параметры окружающей среды – достаточно подключить нужный зонд
Люксметры со встроенными сенсорами h4>
Исключительно простые в управлении благодаря удобному компактному дизайну
Люкс-зонд для измерения освещенности – для совместимого люксметра с подключаемыми зондами
Логгеры данных
h4>
Для мониторинга освещенности и других параметров с передачей данных по WiFi и сохранением их в облачном хранилище Testo Cloud
Ваши преимущества с люксметром Testo
Как лидер рынка, Testo предлагает высокоточные, проверенные и испытанные люксметры для измерения освещенности.
- Компактный дизайн: портативные люксметры прекрасно подходят для быстрых и удобных измерений.
- Сенсоры соответствуют спектральной чувствительности человеческого глаза.
- Удобное считывание измеренных значений благодаря функции Hold.
- Измерение за считанные секунды: идеально для контрольных проверок в офисах или магазинах.
- Большой четкий дисплей, на который можно вывести максимальное и минимальное значения одним нажатием кнопки.
Измерение интенсивности освещения на рабочем месте с точными сенсорами Testo
Лучшие измерения с Testo: что вам нужно знать о люксметрах
Глаза – важнейший из органов чувств человека. Больше 80 % информации мы получаем с помощью зрения. Чем темнее вокруг нас, тем сложнее нам получать информацию. Поэтому хорошая освещенность, которая позволяет нашим глазам легко воспринимать информацию, а также избегать вреда и рисков для здоровья, исключительно важна. Высокоточный люксметр Testo позволит вам быть уверенными, что условия освещенности на рабочем месте соответствуют всем стандартам и граничным значениям. Это, прежде всего, относится к таким рабочим местам, как
- монтажные цеха
- операционные
- рабочие места на базе ПК
- галереи и музеи
- публичные библиотеки.
Для того чтобы иметь возможность точно и эффективно измерять интенсивность освещения и освещенность, люксметры должны отвечать определенным критериям:
- Тип сенсора: Для люксметра важен тип сенсора, потому что он должен воспринимать окружающий свет так, как это делает человеческий глаз. Глаз обладает разной чувствительностью к цветам или волнам разной длины и воспринимает желтый и зеленый лучше, чем, например, красный или синий. Сенсор должен это учитывать.
- Кривая V-лямбда: Люксметры, оценивающие освещенность согласно кривой V-лямбда (кривая спектральной чувствительности), подходят для всех обычных источников света.
- Управление: Люксметр с хорошо структурированным меню для измерений интуитивно-понятен в управлении. Этот принцип повышает эффективность и точность измерений, потому что устраняет ошибки измерений из-за случайно введенных некорректных исходных данных. Измерительные приборы Testo находятся на переднем крае подобных нововведений.
- Размер дисплея: Люксметры, как и любые измерительные приборы в принципе, должны иметь большой дисплей, чтобы вы могли четко и ясно видеть результаты измерений. Это помогает избежать ошибок при записи результатов, особенно, когда вы торопитесь.
Специальные люксметры и другие измерительные приборы Testo
Люксметр, интегрированный в WiFi-логгер данных
Логгер данных – прибор, созданный специально для долгосрочной регистрации результатов измерений. Например, WiFi-логгер данных может обеспечить превосходную защиту чувствительных и ценных экспонатов в музеях и архивах. Логгер скорости и качества воздуха в помещении со встроенным люкс-сенсором, а также другими сенсорами для регистрации температуры, влажности и УФ-излучения, обеспечит комплексный мониторинг микроклимата и освещенности в музеях. Дополнительное удобство: функции сохранения данных в облачном хранилище Testo Cloud и аварийные оповещения по e-mail в реальном времени.
Люксметры как подключаемые зонды
Используйте подключаемые люкс-зонды для мониторинга экспонатов, чувствительных к свету. Просто подключите зонд к соответствующему логгеру данных и начинайте точное цифровое измерение. Результаты обрабатываются прямо в зонде, так что даже подключение очень длинным кабелем никак не повлияет на точность измерений.
Шумомер
Шумомер Testo – ваш отличный помощник в измерении шума в промышленности и окружающей среде. Познакомьтесь с измерительным прибором, который идеально подходит для ваших задач и обеспечивает точное соблюдение граничных значений и стандартов в зоне вашей ответственности.
Прибор для измерения Rpm
Тахометр Testo поможет вам измерить скорость вращения с в системах кондиционирования и в промышленном производстве. Testo предлагает приборы для бесконтактного измерения скорости вращения с помощью самоклеющихся рефлекторов и луча света или для контактного измерения с помощью измерительного колеса.
Наши рекомендации для измерения содержания CO
2 и COВы ищете измерительные приборы для мониторинга воздуха в помещении и параметров микроклимата? Testo предлагает превосходные решения и для таких задач. Определяйте концентрацию углекислого газа в воздухе помещения с высокой точностью с помощью анализатора CO2 от лидера рынка. При измерении дымовых газов вам поможет анализатор CO Testo. Только наши высокочувствительные сенсоры CO регистрируют малейшие концентрации этого коварного яда, угарного газа, и предупреждают вас об опасности акустическими и визуальными сигналами тревоги.
Интересно знать: Два брата — Люкс и Люмен.
Люкс и Люмен.
Зачастую обычный человек может не знать что такое люксы и люмены или вовсе путать их.
Рассмотрим подробнее эти понятия:
Люкс (от лат. lux — свет) — это единица измерения освещенности в Международной системе единиц. Русское обозначение — лк, международное — lx.
1 люкс равен освещенности поверхности площадью 1 квадратный метр при световом потоке падающего на нее излучения, равном 1 люмен.
1 лк = 1 лм/ м².
Также 1 люкс равен освещённости поверхности сферы радиусом 1 метр, создаваемой точечным источником света, находящимся в её центре, сила света которого составляет 1 кандела*.
1 лк = 1 кд/ м².
Примеры типовой освещенности:
| Освещенность, лк | Где |
| 10−5 | Свет Сириуса, одной из самых ярких звезд ночного неба. |
| 0,0003 | Ночное звездное небо без лунного света. |
| 0,01 | Освещение от четверти луны. |
| 0,27 | Освещение от луны во время полнолуния. |
| 1 | Освещение от полной луны в тропиках. |
| 20 | Море на глубине около 50 метров. |
| 50 | Ванные комнаты, уборные, санузлы, душевые. |
| 100 | Очень пасмурный день. |
| 150 | Жилые комнаты, гостиные, спальни. |
| 200 | Детские комнаты. |
| 320-500 | Рабочий кабинет. |
| 400 | Восход или закат в ясный день. |
| 1 тыс. | Пасмурный день или освещение в телестудии. |
| 4-5 тыс. | Полдень в середине зимы. |
| 10-25 тыс. | Ясный солнечный день в тени. |
| 30-130 тыс. | Прямой солнечный свет. |
| 135 тыс. | Вне атмосферы на среднем расстоянии Земли от Солнца. |
Люмен (от лат. lumen — свет) — единица измерения светового потока в Международной системе единиц, является световой величиной. Русское обозначение — лм, международное — lm.
1 люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, с силой света, равной 1 канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан.
1 лм = 1 кд × ср.
1 лм = 1 кд × 1 лк × м².
Световая отдача источника света — отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности. В Международной системе единиц измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Является показателем эффективности и экономичности источников света.
Световая отдача типичных источников света:
| Источник | Мощность, Вт | Световой поток, лм | Световая отдача, лм/Вт |
| Лампа накаливания | 5 | 20 | 8,8 |
| 10 | 50 | 10,4 | |
| 15 | 120 | 11,8 | |
| 25 | 220 | 12,5 | |
| 40 | 415 | 13,4 | |
| 60 | 710 | 14,4 | |
| 75 | 935 | 15,2 | |
| 100 | 1340 | 17 | |
| 150 | 2160 | 19,1 | |
| 200 | 3040 | 20,8 | |
| Галогенная лампа | 20 | 340 | 17 |
| 35 | 670 | 16,5 | |
| 50 | 1040 | 17,3 | |
| 75 | 1280 | 16 | |
| 100 | 1650 | 16,7 | |
| 150 | 2600 | 16,8 | |
| 200 | 3200 | 19 | |
| 300 | 5000 | 30 | |
| 400 | 6700 | 40 | |
| 500 | 9500 | 56,3 | |
| Люминесцентная лампа | 4 | 120 | 73,1 |
| 6 | 240 | 70 | |
| 8 | 450 | 78,1 | |
| 13 | 950 | 75 | |
| 15 | 1050 | 93,1 | |
| 16 | 1250 | 89,7 | |
| 18 | 1350 | 40 | |
| 36 | 3350 | 50 | |
| 58 | 5200 | 52 | |
| Ртутная лампа | 50 | 2000 | 56 |
| 80 | 4000 | 60 | |
| 125 | 6500 | 66,7 | |
| 250 | 14000 | 93,5 | |
| 400 | 24000 | 77 | |
| Светодиодная лампа | 6 | 400 | 8,8 |
| 10 | 935 | 10,4 | |
| 13 | 1000 | 11,8 | |
| Солнце | 3,63·1028 | 683,002 |
*Кандела (от лат. candela — свеча) — единица силы света, одна из семи основных единиц Международной системы единиц. Русское обозначение — кд, международное — cd.
Сила света типичных источников света:
| Источник | Мощность, Вт | Примерная сила света, кд |
| Свеча | 1 | |
| Современная лампа накаливания | 100 | 100 |
| Обычный светодиод | От 0,015 до 0,1 | От 0,005 до 3 |
| Сверхъяркий светодиод | 1 | От 25 до 500 |
| Сверхъяркий светодиод с коллиматором | 1 | 1500 |
| Солнце | 3,83·1026 | 2,8·1027 |
Термины и определения
- Подробности
- Категория: Информация RU
Основные термины и определения: *
СВЕТ, электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом (4,01014-7,51014 Гц). Длина волн от 760 нм (красный) до 380 нм (фиолетовый). В широком смысле — то же, что и оптическое излучение.
СВЕТОВАЯ ВОЛНА, электромагнитная волна видимого диапазона длин волн. Частота световой волны (или набор частот) определяет «цвет». Энергия, переносимая световой волной, пропорциональна квадрату ее амплитуды.
ОСВЕЩЕНИЕ, создание освещенности поверхностей предметов, обеспечивающее возможность зрительного восприятия этих предметов или их регистрации светочувствительными веществами или устройствами.
ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, создают необходимые условия освещения, которые обеспечивают зрительное восприятие (видение), дающее около 90% информации, получа-емой человеком от окружающего его предметного мира.
СВЕТОВЫЕ ВЕЛИЧИНЫ, величины, характеризующие процессы излучения и распространения света, которые могут быть оценены по зрительному ощущению: световой поток, светимость, освещенность , сила света, яркость.
СВЕТОВОЙ ПОТОК, мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению или по ее действию на селективный приемник света. В СИ измеряется в люменах (лм).
ЛЮМЕН (от лат . lumen — свет), единица светового потока; обозначается лм. 1 лм — световой поток, испускаемый точечным источником в телесном угле 1 ср при силе света 1 кандела .
ТЕЛЕСНЫЙ УГОЛ, часть пространства, ограниченная некоторой конической поверхностью. Ед. измерения телесного угла называют стерадианом .
СТЕРАДИАН (от греч . stereos — телесный, пространственный и радиан), телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равновеликую площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы. ср. Полная сфера образует телесный угол, равный 4 ср. Стерадиан имеет лишь теоретическое и расчетное значение. Например, телесному углу в 1стер соответствует плоский угол между образующими конуса в 65°32′.
СВЕТИМОСТЬ, величина полного светового потока, испускаемого единицей поверхности источника света. В СИ измеряется в лм/м2 .
ОСВЕЩЕННОСТЬ, величина светового потока, падающего на единицу поверхности, измеряется в люксах .
ЛЮКС (от лат . lux — свет), единица освещенности СИ; обозначается лк. 1 лк — освещенности поверхности пл. 1 м2 при падающем на нее световом потоке, равном 1 лм.
ЛЮКСМЕТР (от лат . lux — свет и …метр), прибор для измерения освещенности, один из видов фотометров. Простейший люксметр состоит из фотоэлемента и микроамперметра, проградуированного в люксах.
СИЛА СВЕТА, световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения в системе СИ — кандела (кд).
КАНДЕЛА (от лат . candela — свеча), единица силы света (светового потока на единицу телесного угла).Кд — сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 · 1012 Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.
ЯРКОСТЬ, характеристика светящихся тел, равная отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению. В системе СИ измеряется в канделах на м2 .
СВЕТОВАЯ ОТДАЧА источника света, световой поток, получаемый на единицу затраченной мощности. В СИ измеряется в лм/Вт.
СВЕТЛОТА, безразмерная величина, используемая для количественной оценки различия между зрительными (световыми) ощущениями, вызываемыми 2 смежными одноцветными поверхностями.
СВЕТОТЕХНИКА, область науки и техники, предмет которой — исследование принципов и разработка способов генерирования, пространственного перераспределения, измерения характеристик оптического излучения(света) и преобразования энергии света в др. виды энергии. С . охватывает также вопросы конструкторской и технологические разработки источников света ( ИС ), осветительных, облучающих и светосигнальных приборов и устройств, систем управления ИС , вопросы нормирования, проектирования, устройства и эксплуатации светотехнических установок.
ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ (от лат . lumen,) свечение веществ при данной температуре и возбужденное какими-либо источниками энергии. Возникает под действием света, электрического поля, радиоактивного и рентгеновского излучений при химических реакциях, при механических воздействиях.
ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ, источник света с излучателем в виде проволоки (нити или спирали) из тугоплавкого металла (обычно W), накаливаемой электрическим током до температуры 2500-3300 К. Световая отдача лампы накаливания 10-35 лм/Вт; срок службы от 5 до 1000ч. Изобретена в 1872 А. Н. Лодыгиным, усовершенствована Т. А. Эдисоном в 1879.
ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА, газоразрядный источник света низкого давления, световой поток которого определяется в, основном, свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения электрического разряда. Световая отдача до 85 лм/Вт, срок службы до 10-15 тыс. ч. Применяются ЛЛ , главным образом, для общего и местного освещения.
ГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, лампа накаливания, в состав газовой смеси которой, кроме инертного газа, входят галогены металлов(обычно йод или бром). При одинаковой с обычной лампой накаливания мощности, имеет меньшие размеры, большую световую отдачу, срок службы и лучшую стабильность светового потока.
ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА, газоразрядные приборы, в которых электрическая энергия преобразуется в энергию оптического излучения при прохождении электрического тока через газы (чаще всего инертные), пары веществ (напр., пары ртути) или их смеси. В соответствии с непосредственным источником излучения различают газосветные (неоновые, ртутные, натриевые, металлогалогенные, ксеноновые), люминесцентные и др. Применяют ГИС главным образом для освещения, облучения и сигнализации.
ЦВЕТОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА, эффективная величина, равная температуре абсолютно черного тела, при которой отношение энергетических яркостей для двух длин волн его спектра равно отношению этих же величин для спектра исследуемого источника света. Цвет излучения ощутимо влияет на т.н. цветовое впечатление освещённого объекта и ЦТ является одной из его характеристик. Наиболее часто встречающиеся ЦТ для ламп: тепло-белый (~2700-3000К), холодно-белый(~4000-4200К), дневной(~6000-6500К). Шкала коррелированной ЦТ позволяет определить градации спектрального распределения для разных ИС в сравнении с цветом стальной заготовки, раскалённой до определённой температуры.Чем выше температура (К), тем более преобладающим становится в светчении холодный, белый оттенок. Такое распределение оттенков выражается в градусах Кельвина. С некоторой степенью достоверности для описания спектрального распределения света предлагаем таблицу.
ИНДЕКС ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ ( Ra ), показатель, также характеризующий цветовое впечатление, от цветопередающих свойств источника света. ИЦ завитсит от величины прерывистости спектра излучаемого света и тем выше, чем он непрерывнее. Этот показатель выше у ламп накаливания и ниже у газоразрядных. Максимальное значение ИЦ равно 100 и соответствует прекрасной цветопередаче. Не следует путать ИЦ с цветовой температурой, это разные параметры. В практике используется 3 квалитета ИЦ :
удовлетворительный – Ra < 80 ;
хороший, нормальный – 80 <= Ra <= 90;
отличный -90 <=Ra <= 100.
Организация освещения рабочей зоны на кухне
Организация освещения рабочей зоны на кухне
Организовать освещение на кухне, на первый взгляд, не так уж и сложно. Достаточно разместить основной светильник, добавить несколько небольших источников света над рабочей зоной – и готово. Однако, на кухне особенно важно обеспечить свет во всех функциональных зонах. Кухня – помещение, в котором есть, как минимум, две зоны с разным назначением – рабочая зона для приготовления пищи и обеденная зона. В рабочей зоне должно быть яркое освещение, позволяющее всё четко видеть, а в обеденной – более мягкое.
Для кухни подойдут светильники следующих типов:
- люстры или подвесные лампы;
- встраиваемые точечные светильники;
- накладные светильники;
- светодиодная подсветка;
- линейные светильники.
Светильники комбинируются между собой. Например, главный свет обеспечивается люстрой или подвесом, а второстепенный – встроенными или накладными светильниками. Такой вариант освещения подойдет для всех современных стилей.
Нормы освещения
При подборе светильников для кухни следует рассмотреть основные светотехнические понятия, характеризующие производственное освещение, – это цветовая температура, световой поток, освещенность и яркость.
Цветовая температура – основная характеристика светильника, от которой зависит, насколько комфортно вам будет в интерьере. Светильники с низкой цветовой температурой излучают теплый, желтоватый свет, а светильники с более высокой температурой − холодный, голубоватый свет. Температура измеряется в кельвинах (К).
Световой поток – мощность светового излучения, то есть видимого излучения, оцениваемого по световому ощущению, производимому на глаз человека. Единица измерения – Люмен (лм). Освещенность (Е) – поверхностная плотность светового потока, падающего на освещаемую поверхность. Единица измерения – Люкс (лк), равный освещенности, создаваемой световым потоком в 1 лм, равномерно распределенным на площади в 1 м².
Яркость (L) – поверхностная плотность силы света в определенном направлении. Единица измерения – поверхностная плотность света в данном направлении. Единица измерения – Кандела (кд) на 1 м² (кд/м²). Как пониженная, так и повышенная яркость ухудшают условия зрительного восприятия, приводят к утомлению глаз и снижению работоспособности.
Уровень освещенности для различных типов помещений регламентируется Сан ПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03. Соблюдение стандартов гарантирует благоприятный уровень освещения.
Согласно документу:
· жилые помещения общего назначения и кухня должны обладать средней освещенностью 150 лк;
· детская комната должна иметь уровень освещения, равный 200 лк;
· рабочее место должно быть оборудовано освещением 300 лк;
· ванные, душевые, подсобные помещения должны оборудоваться освещением не менее 50-75 лк;
· сауны, гардеробные, раздевалки должны оборудоваться освещением 100 лк.
Для измерения уровня освещения используется специальный прибор – люксометр.
Правильное освещение на кухне
Главный секрет правильного освещения кухни – наличие нескольких уровней. Одного потолочного светильника или люстры здесь будет явно недостаточно: при готовке вы просто закроете спиной свет, который должен поступать на рабочую зону. Поэтому небольшие лампочки над столами здесь не просто декоративное решение, а практическая необходимость.
Разместить их можно не только под шкафами, но и над ними. Если рабочая поверхность выступает относительно мест хранения, а чаще всего именно так и бывает, то свет от ламп, размещенных прямо над ней, будет падать в зону готовки. Обеспечить достаточное количество света нужно также в зонах мытья посуды, обеденной зоне. Для подсветки шкафов и ящиков лучше выбирать модели с максимальным освещением внутреннего пространства и встроенным датчиком движения.
Для функциональной подсветки рабочих зон рекомендуется использовать светодиодные светильники. Они экономно расходуют электроэнергию и обеспечивают достаточное освещение кухни. Cветодиоды делают мебель по-настоящему функциональной, удобной и оригинальной.
Основные преимущества светодиодных светильников:
- Низкое энергопотребление.
Энергосберегающие светодиодные лампы потребляют в 2-8 раз меньше электрической энергии, чем другие световые устройства. - Большой срок службы.
Современные светодиодные системы способны функционировать до 50 000-100 000 часов (10-25 лет работы) без изменения первоначальных параметров качества освещения. Это примерно в 100 раз превышает показатель срока эксплуатации у ламп накаливания и в 12 раз – у люминесцентных светильников. - Возможность управления уровнем освещенности и качеством излучения.
Светодиодные комплексы, дополненные регуляторами, датчиками и камерами преобразуются в интеллектуальную систему освещения, позволяющую регулировать параметры яркости светового потока, изменять его направление и управлять массивами светодиодов. - Безопасность.
В конструкции светодиодного светильника отсутствуют вредные и опасные компоненты (ртуть, аргон, неон, криптон), что обеспечивает экологическую и противопожарную безопасность его эксплуатации и не требует специальных условий для утилизации. - Качество освещения.
Свет, излучаемый полупроводниковыми материалами, максимально приближен к естественному дневному излучению, характеризуется высоким уровнем цветопередачи и чистотой, отсутствием пульсации светового потока, инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. Комбинации различных светодиодов дают возможность создавать любые цветовые оттенки. - Стойкость к негативным факторам воздействия.
Твердотельные источники света устойчивы к вибрации, влаге, перепадам напряжения и механическим повреждениям, способны работать в любых климатических условиях. - Миниатюрность.
Небольшие размеры LED источников света являются еще одним преимуществом светодиодных светильников.
Также для еще большей экономии и удобства рекомендуем использовать сенсорные выключатели с регулировкой яркости света, бесконтактные выключатели, реагирующие на взмах руки, а также инфракрасные датчики движения, реагирующие на движение в зоне его действия. Они автоматически настроят необходимый уровень яркости и включат дополнительные лампы, если естественного или искусственного света будет недостаточно.
Чтобы сделать свой дом функциональным, удобным и комфортным, не нужно тратить много средств, достаточно обратиться к профессионалам, которые выберут для вас самый оптимальный вариант. На сайте ametist-store.ru в разделе «Мебельные светильники», вы найдете все необходимые устройства, а специалисты компании помогут Вам сделать правильный выбор.
Люксметром, как им пользоваться
Люксметр — переносной прибор для измерения освещённости, один из видов фотометров.
Фотометрический прибор для измерения освещенности называется люксметром. Кроме непосредственно освещенности, многие люксметры измеряют также яркость, а некоторые и коэффициент пульсаций света. Данные измерения проводят для того, чтобы определить качество источников света, а также характеристики освещения на рабочем месте и в быту.
Дело в том, что свет влияет на наши глаза и настроение. Тусклый свет или свет со значительными пульсациями вызывает напряжение глаз, быструю утомляемость, депрессию… Чтобы этого не происходило, свет должен быть правильно настроен, лампы должны быть качественными. В достижении этих целей как раз и помогает люксметр.
Фотодатчик люксметра воспринимает направленное на него видимое излучение, которое инициирует в схеме измерительного устройства ток, величина которого пропорциональна освещенности. Таким образом, по величине и другим параметрам данного тока можно судить об освещенности и других параметрах света: о яркости, о пульсациях.
Измерения при помощи люксметра необходимо проводить правильно, чтобы получить адекватные результаты измерений, и затем на их основе наладить соответствующим образом освещение рабочего места и помещений в доме или на работе, дабы параметры используемого света укладывались в санитарные нормы. Далее поговорим об измерении освещенности, яркости, коэффициента пульсаций света, о способах замера и о некоторых немаловажных сопутствующих вещах.
Освещенность
Под освещенностью понимают отношение светового потока в люменах к площади в квадратных метрах, на которую данный световой поток падает. Освещенность не зависит от направления источника света и измеряется в Люксах (1 Лк = 1 Лм/кв.м).
Измеряя освещенность при помощи люксметра, мы проверяем условия нашего собственного пребывания, а также обстановку для комнатных растений и домашних животных. Кроме того, исходя из полученных показаний о текущей освещенности настраивают различную фото- и видеоаппаратуру.
Измерения освещенности поверхностей проводятся так: люксметр переводят в соответствующий режим, а затем размещают его на поверхности так, чтобы его фотодатчик был направлен в сторону источника света или источников света, если их несколько, освещающих данную поверхность. После этого нажимают на кнопку проведения измерений, и считывают показания с дисплея прибора.
Таким образом мы определим, какое количество света попадает на поверхность со всех сторон. Когда нужно узнать параметры только одного осветительного прибора, например настольной лампы, то другие приборы (люстру, светильник и т. д.) на время проведения измерений гасят.
Регламентированные нормы (САНПИН 2.2.1/2.1.1.1278-03) указывают нижнюю границу освещенности:
- рабочих письменных столов и комнат — 500 Лк;
- для компьютерных столов, столов для чтения и игровых комнат детских садов — 400 Лк;
- для библиотек и мастерских — 300 Лк.
При недостаточной освещенности развиваются проблемы со зрением, быстро наступает усталость, падает производительность труда. Особенно это касается инженерных и школьных кабинетов, где недостаток света приводит к быстрой усталости глаз от перенапряжения. Поэтому следует позаботиться о том, чтобы света было достаточно.
Яркость
Яркость отражает то, насколько интенсивно свет излучается поверхностью единичной площади. Измеряется яркость в Канделах на квадратный метр. Поскольку данная характеристика сильно зависит от отражающей способности поверхности, то при одной и той же освещенности яркость на разных направлениях может отличаться.
Как недостаточная, так и избыточная яркость источников света и экранов вызывают у человека чувство эмоционального дискомфорта, которое ухудшает концентрацию внимания и производительность труда. Поэтому, например, яркость экранов мониторов необходимо настраивать корректно. Поверхности осветительных приборов обычно не плоские, поэтому измерения произвести непросто.
Измерение яркости экрана производится следующим образом: на экран выводят сплошную заливку белого цвета, затем переводят прибор в режим измерения яркости. Фотоэлемент люксметра подносят на расстояние 1 см к экрану. Если измеряется яркость лампы, действия аналогичны, но можно измерить несколько мест, а после — усреднить показания.
В процессе измерений прибор держат неподвижно. Нажимают кнопку. Считывают результат с дисплея. Наиболее оптимальная яркость экрана монитора — в районе 200 Кд/кв.м. Если больше — это вредно для глаз и нервной системы.
Коэффициент пульсаций света
Коэффициентом пульсаций называется характеристика, отражающая неравномерность светового потока во времени, выраженная в процентах. Это может быть пульсация освещенности и пульсация яркости. Существует регламент касательно норм (СП 52.13330.2011), основанный на медицинских исследованиях.
Медики выяснили, что пульсации с частотой до 300 Гц, будучи восприняты человеческим глазом, воздействуют на нервную систему человека пагубно, как минимум — нарушается естественный гормональный фон и искажаются природные биоритмы. Поэтому необходимо знать степень пульсации излучающих свет приборов, которые вас окружают: ламп, дисплеев, даже смартфона.
Измерения пульсаций проводятся так: люксметр с функцией измерения коэффициента пульсаций переводится в соответствующий режим и кладется на ровную поверхность (стол, пол, ниша и т.д) так, чтобы световой поток источника света был направлен прямо на фотодатчик прибора. После нажатия на кнопку проведения измерений можно считать показания с дисплея люксметра.
Если измеряются пульсации дисплея, то фотодатчик просто подносится возможно ближе к дисплею. Важно чтобы источник света сначала вышел на номинальный режим (например лампе дневного света требуется для этого 5 минут). Проследите, чтобы сторонние источники света и предметы не влияли на проводимые вами замеры.
Согласно регламентированным нормам, пульсации света в санузлах, зонах ожидания, мастерских, не должны превышать 20%, для офисов верхняя граница 15%, для жилых помещений — 10% и для рабочих помещений — 5%. Если коэффициент пульсаций света будет выше, то это негативно скажется на работоспособности, настроении и на состоянии центральной нервной системы в целом.
Ранее ЭлектроВести писали, что в норвежском городе построят энергонезависимый район посреди озера. Проект разрабатывает лондонское бюро Waugh Thistleton в норвежском городе Берген на озере Store Lungegardsvann.
По материалам: electrik.info.
Наука с помощью смартфона: Измерение освещенности с помощью люкс
Это наше второе занятие, требующее использования смартфона или планшета. Пожалуйста, сообщите нам свое мнение. Напишите по электронной почте [email protected] с отзывами об использовании технологий в этом — и будущем — мероприятиях Bring Science Home.
Ключевые понятия
Физика
Свет
Измерение
Математика
Введение
Знаете ли вы, что вы можете использовать смартфон в качестве научного инструмента для исследования окружающего мира? Смартфоны содержат множество встроенных электронных датчиков, которые могут измерять такие явления, как звук, свет, движение и многое другое.В этом упражнении вы будете использовать датчик освещенности на телефоне или планшете, чтобы исследовать яркость света от разных источников света и мест. Насколько ярка лампа для чтения в вашей гостиной по сравнению с прямыми солнечными лучами? Попробуйте это занятие, чтобы узнать!
Фон
Измерение предметов вокруг вас, например расстояния, вероятно, довольно привычно. Единицы измерения, такие как дюймы или сантиметры, могут описывать расстояние между одной точкой и другой. Но в окружающем нас мире есть много других качеств, которые мы также можем превратить в измеримые величины.Например, знаете ли вы, что можно измерять свет? Вы можете описывать уровни освещенности относительно других вещей, например, «темно как ночь» или «ярче солнца», но вы, вероятно, не станете использовать число. Но так же, как вам может понадобиться линейка для измерения расстояния, вы можете использовать инструмент для измерения точных единиц света.
Свет можно измерить по-разному. Одна единица измерения называется люкс, которая описывает, сколько света падает на определенную область. (Это отличается от единицы люмен, которая показывает вам общее количество света, излучаемого источником света.) Количество люкс становится меньше по мере удаления от источника света. Это имеет смысл, если задуматься: лампочка выглядит намного тусклее, если вы стоите на расстоянии 100 футов от нее, а не близко — даже если она по-прежнему излучает такое же общее количество света в люменах. Типичные уровни освещенности на открытом воздухе могут варьироваться от менее 1/1000 люкс в темную ночь до более 30 000 люкс при прямом солнечном свете!
Вот тут-то и пригодится смартфон. Уже давно существуют автономные люксметры (например, для использования в фотографии), устройства с датчиком освещенности и экраном, отображающим уровень освещенности в люксах.Однако современные смартфоны и планшеты, как правило, содержат встроенные датчики освещенности, которые используются для автоматической регулировки яркости экрана в зависимости от уровня освещенности (например, делая экран ярче и его легче увидеть, если вы используете устройство под прямыми солнечными лучами, но затемняете его. экран в более темных помещениях, чтобы он не был слишком ярким для ваших глаз). Многие телефоны могут запускать приложения, которые будут отображать световые показания в люксах. Чтобы узнать больше об уровнях освещенности в мире вокруг вас, найдите смартфон или планшет и начните измерения!
Материалы
- Смартфон или планшет с доступом в Интернет и разрешением на загрузку и установку приложения
- Взрослый (для проверки и загрузки приложения)
- Различные источники света (фонарик, лампа, потолочный светильник и т. Д.))
- В разных местах (темный шкаф, комната с окнами, на улице и т. Д.)
- Линейка (опция)
Подготовка
- Попросите взрослого помочь вам найти приложение «люксметр» или «люксметр» на смартфоне или планшете. Доступно множество бесплатных опций (обратите внимание, что в некоторых приложениях может быть включена реклама или встроенные покупки).
- Познакомьтесь с вашим приложением для люксметра. Некоторые приложения просто отображают число на экране, тогда как другие отображают счетчик или график.Некоторые также позволяют записывать данные. Убедитесь, что приложение работает: переместите телефон из темной комнаты в светлую или поднесите его к лампочке (лампочки бывают горячими и яркими, поэтому будьте осторожны), и вы увидите, что числа колеблются. .
- Найдите датчик освещенности на вашем устройстве. Обычно он находится в верхней части передней части телефона (сторона с экраном). Вы можете сделать это, проведя кончиком пальца по поверхности телефона, когда открыто приложение люксметра. Когда ваш палец накрывает датчик освещенности, показания должны упасть.Убедитесь, что вы случайно не закрыли датчик во время занятия.
- Примечание. Некоторые приложения могут отображать уровни освещенности в других единицах, например «EV», что означает «значение экспозиции» и используется в фотографии для измерения количества света, падающего на камеру. Концепции, описанные в этом упражнении, по-прежнему применимы, и вы по-прежнему можете сравнивать различные источники света или то, как уровни света меняются с расстоянием от источника света. Однако числа, которые вы измеряете в EV, не будут такими же, как в люксах.
Порядок действий
- Проверьте, как показания в люксах меняются с расстоянием от фиксированного источника света. Например, встаньте прямо под потолочным светильником, держите телефон экраном вверх и перемещайте телефон вверх и вниз. Вы также можете держать телефон боком и направлять его на торшер, подходя к лампе и удаляясь от нее. Как показания меняются с расстоянием?
- Теперь сравните разные источники искусственного света на одинаковом расстоянии.Вы можете использовать линейку для этого или любой удобный предмет (или часть тела, например предплечье) в качестве распорки. Точное расстояние не имеет значения, если вы поддерживаете его постоянным. Как фонарик сравнить с лампочкой? А как насчет света телевизора или экрана компьютера? Какой источник света в вашем доме самый яркий? Самый тусклый?
- Наконец, измерьте уровень внешней освещенности в разных местах. Выключите все источники искусственного света. Как уровень освещенности снаружи соотносится с уровнем освещенности внутри? А как насчет комнаты с закрытыми оконными покрытиями по сравнению с открытыми оконными покрытиями? В комнате, где вы спите ночью, а не днем? Какая комната в вашем доме получает больше всего естественного света? Какая комната получает меньше всего?
- Дополнительно: Попробуйте наклонить телефон относительно источника света и посмотреть, как меняются показания.
Наблюдения и результаты
Вы, наверное, заметили, как резко меняется уровень освещенности с увеличением расстояния от источника света. Вы можете увидеть только несколько десятков или сотен люкс, когда находитесь на другом конце комнаты от лампочки, но если вы поднесете телефон прямо к лампочке, показания могут исчисляться тысячами или даже десятками тысяч. Это связано с математической зависимостью, называемой законом обратных квадратов. По мере того, как свет расширяется наружу от источника, количество света, попадающего в каждую область, очень быстро падает.Солнце так далеко, что может показаться удивительным, что показания в люксах под прямыми солнечными лучами настолько высоки (десятки тысяч люкс). Это дает нам представление о том, насколько ярким является само солнце!
Если вы попытались наклонить телефон, вы могли заметить, что показания уменьшились, хотя расстояние между телефоном и источником света не изменилось. Угол наклона поверхности относительно источника света также определяет, сколько света попадает на нее, потому что свет распространяется по прямой линии.Поверхность, перпендикулярная световым лучам (под углом 90 градусов), будет собирать больше всего света. Вот почему так важно, чтобы солнечные панели были нацелены прямо на Солнце, и почему полюса Земли получают меньше света (и являются более холодными), чем экватор.
Наличие единицы измерения и устройства для ее измерения может быть полезно для более точного определения и сравнения различных сред. Например, вы можете обнаружить, что определенный диапазон люкс наиболее удобен для чтения книги.Эти измерения можно использовать при проектировании зданий, например школ, чтобы обеспечить достаточное количество света для различных зон и видов деятельности.
В зависимости от вашего телефона или приложения, который вы использовали, диапазон значений, которые вы могли измерить, мог быть ограничен. Некоторые приложения, например, могут не отображать десятичные значения, что затрудняет измерение уровней освещенности ниже 1 люкс (другими словами, даже если реальное значение составляет 0,4 люкс, приложение будет отображать 0 люкс). Чаще всего это происходит в очень темных местах, например, в туалете или на улице ночью.Максимальное чтение также может быть ограничено приложением или аппаратным обеспечением телефона или планшета. Вы можете, например, увидеть на улице только 10 000 люкс при прямом солнечном свете — даже если вы ожидали, что показание составит 30 000 люкс или более. Об этом полезно помнить при использовании любого измерительного прибора. Подобно тому, как длина линейки не может отражать всю длину футбольного поля или кухонный термометр не может определить температуру поверхности солнца, многие цифровые измерительные инструменты не могут обеспечить полный диапазон возможных значений. измерения.
Дополнительные сведения
Освещенность: что такое люкс? от All About Circuits
Закон обратных квадратов, свет, от Hyperphysics в Университете штата Джорджия
Рекомендуемые уровни освещенности (освещенности) для открытых и закрытых помещений (pdf), от Национальной оптической астрономической обсерватории
Наука со смартфоном: децибелметр, от Scientific American
Занятия STEM для детей от Science Buddies
Это мероприятие предоставлено вам в сотрудничестве с Science Buddies
Понимание и использование люксметра
В архитектурном освещении интенсивность или светоотдача измеряются, чтобы понять, обеспечивает ли конкретный источник света достаточно света для предполагаемого применения.В светотехнической отрасли есть хорошо зарекомендовавшие себя рекомендации по уровню освещенности для широкого спектра применений и типов помещений. Особенно полезно понимать интенсивность света, чтобы правильно оценить, есть ли в помещении адекватные условия освещения. В этой статье будут рассмотрены несколько основных принципов, связанных с интенсивностью света — как измерить интенсивность света, разница между люменами и освещенностью (и что они означают), а также мы обсудим, как искусственный свет стал настолько важным для нашей повседневной жизни. жизнь и благополучие.
Какой лучший показатель для измерения силы света?
Освещенность — это показатель, который используется для измерения интенсивности света в пространстве. Он измеряется в фут-канделах или люксах — это количество света (люмен), падающего на поверхность (на любой квадратный фут или квадратный метр). Следовательно, интенсивность света измеряется в люменах на квадратный фут (фут-канделах) или люменах на квадратный метр (люкс). Измерение количества света, падающего на поверхность, позволяет нам оценить, достаточно ли у нас света для выполнения различных визуальных задач.
Теперь давайте глубже посмотрим, как мы измеряем освещенность. Начнем с рассмотрения двух основных единиц измерения освещения: люмен и освещенность (фут-кандела / люкс) . Часто эти два понятия путают по определению или просто используют один неточно вместо другого, так что давайте разберемся с этим.
Что такое люмен?
Люмен (лм) — это единица измерения, которую мы используем для количественной оценки количества видимого света, видимого человеческим глазом.Световой поток конкретного источника света измеряется в люменах. Вы многие замечали, покупая лампочки для дома, что они показывают световой поток. Чем выше световой поток, тем «ярче» или выше интенсивность источника света; чем меньше световой поток, тем меньше яркость или меньшая интенсивность источника света.
Когда вы покупаете лампочки на основании их интенсивности или яркости, вам нужны люмены, а не ватты — просто ватты определяют энергопотребление лампочки.Понимая люмены, мы можем изучить другие показатели освещения, такие как освещенность (фут-канделы / люкс) и то, как это играет ключевую роль в оценке интенсивности источника света.
Источник света, такой как, например, лампа накаливания, излучает свет во всех направлениях, из которых общее измерение отображается как световой поток (об этом мы скоро поговорим). Люмены — это просто единица света, но когда их помещают в контекст для данной площади поверхности, они становятся особенно полезной метрикой.Что переводит нас на освещенность (фут-кандел / люкс) .
Что такое Люкс?
люкс — это просто единица измерения, используемая для описания количества люменов, приходящихся на квадратный фут (фут-кандела) или квадратный метр (люкс) поверхности. Допустим, у вас есть источник света с яркостью 1000 люмен. Если все эти 1000 люмен распределены на площади в 1 квадратный метр, у вас будет освещенность 1000 люкс, то есть яркость пасмурного дня.Но что, если мы разложим это на 10-кратную площадь, то есть на 10 квадратных метров? Ну, освещенность или люкс уменьшится до менее интенсивного и более тусклого 100 люкс. Мы используем тот же подход для фут-свечей, только наши единицы измерения — люмен на квадратный фут.
Причина, по которой мы измеряем интенсивность света, состоит в том, чтобы обеспечить соблюдение определенного «стандарта» освещения. это имеет большое значение для фотографа (чья работа сосредоточена на освещении), как в хирургическом театре или в других помещениях, например, в офисах.
Что такое свеча?
Фут-свеча — это мера силы света — это количество люмен на квадратный фут. Теперь вы можете подумать, что мы уже рассмотрели люкс, так зачем добавлять этот показатель? Разные люди используют разные метрики и по разным причинам. Проще говоря, где 1 люкс равен 1 люмену на квадратный метр, 1 фут-кандела равен одному люмену на квадратный фут.
Что такое световой поток?
Световой поток — это способ измерения воспринимаемой мощности или общего количества светового потока от источника света.Когда количество люменов — единица количества видимого света, который может видеть человеческий глаз, используется для измерения интенсивности источника света. Для определения светового потока требуется квадратный метр площади (люкс).
Общие измерения освещенности
В светотехнике используется несколько типов показателей и измерений освещения. До сих пор мы рассматривали измерения, связанные с интенсивностью света — люменами, фут-канделами и люксами.
Хотя они полезны для специалистов по освещению, как эти термины соотносятся с реальным миром? Нам нужен небольшой контекст.Например, в типичной классной комнате рекомендуется иметь уровень освещенности около 30-50 фут-кандел или 300-500 люкс. Сравните это с профессиональной лабораторией, в которой стандарты освещения рекомендуют уровень освещенности 75-120 фут-кандел или 750-1200 люкс. Различия в рекомендуемых уровнях освещенности опубликованы IESNA (Общество инженеров по освещению Северной Америки). Рекомендации основаны на многолетнем визуальном тестировании, чтобы определить, сколько света нужно человеческому глазу, чтобы правильно видеть различные задачи с разным уровнем детализации.Из этого примера видно, как в конкретных средах требования к уровню освещенности сильно различаются.
Чтобы объяснить это дальше, вы, возможно, думаете о самом большом источнике естественного света, который у нас есть — солнце. Примеры распространенных уровней освещенности:
- Яркий летний день: 100 000 люкс (~ 10 000 фут-кандел)
- Полный дневной свет: 10000 люкс (~ 1000 фут-кандел)
- Пасмурные дни: 1000 люкс (~ 100 фут-кандел)
- Традиционное офисное освещение: 300-500 люкс (30-50 фут-кандел)
- Общая лестница: 50-100 люкс (5-10 фут-кандел)
- Сумерки: 10 люкс (1 фут-кандела)
- Полнолуние: <1 люкс (<0.1 фут-кандела)
Какой измеритель мне использовать для измерения силы света?
Специалисты по освещению используют люксметр (также называемый измерителем освещенности или люксметром) для измерения количества света в пространстве / на определенной рабочей поверхности. В экспонометре есть датчик, который измеряет падающий на него свет и предоставляет пользователю измеряемое значение освещенности.
Эти портативные устройства обычно используются фотографами для расчета надлежащей освещенности.Однако они также являются важным инструментом, который используется для измерения и проверки уровня освещенности в застроенной среде. Экспонометры — особенно полезный инструмент, если вы измеряете свет в целях безопасности или чрезмерного освещения, которое вызывает напряжение глаз и приводит к потере энергии.
Дополнительным преимуществом использования люксметра является возможность их калибровки. Почему это важно? Подумайте, как зрение одного человека будет определять одну длину волны света иначе, чем другого. Это означает, что один человек может определить источник света как более или менее интенсивный, поскольку они воспринимают или «видят» определенные длины волн по-разному.Добавьте к этому, что разные длины волн излучают свет разной интенсивности.
Вот почему люксметры настроены на стандартный осветитель CIE A . Стандартный люксметр необходим для измерения освещенности лампами накаливания, но как насчет светодиодного освещения? Чтобы измерить интенсивность света от светодиодного освещения, вы должны использовать светодиодный люксметр .
Светодиодное освещениестановится все более распространенным в коммерческой среде из-за энергоэффективности, долговечности, настройки цветовой температуры, безопасности и низких эксплуатационных расходов.Но светодиоды излучают белый свет иначе, чем лампы накаливания или люминесцентные лампы, поэтому важно использовать правильный измеритель.
Как измерить интенсивность света с помощью экспонометра
Использование светомера (люкс) — лучший способ измерить интенсивность света — он дает нам возможность выбрать оптимальную интенсивность света для окружающей среды.
1. Измерьте окружающий свет в комнате
Для начала выключите все освещение в комнате, которую вы собираетесь измерять.Включите люксметр, чтобы установить так называемое базовое измерение , — окружающий свет.
Это означает, что вы можете увидеть, насколько существующее освещение добавляет комнате после его включения.
2. Включите свет, снимите измерения
Находясь в центре помещения, убедитесь, что экспонометр настроен на запись вашего нового показания. Не торопитесь — дайте свету несколько мгновений достичь полной яркости (особенно если вы измеряете свет от КЛЛ).
3. Обратите внимание на свои дифференциальные показания
Просто вычтите уровень окружающего освещения из уровня освещенности — это известное как дифференциальное (или дельта) измерение. Это количество света, производимого существующими светильниками. С помощью этого блока измерения освещенности вы можете оценить, насколько он соответствует оптимальному требуемому уровню освещения.
4. Проверьте другие области комнаты
Для освещения открытого офиса или коридора показания экспонометра теоретически должны быть постоянными.Однако, возможно, стоит проверить любые потенциальные «слепые» пятна, чтобы убедиться, что у вас есть последовательность.
Как сила света влияет на работу
Интенсивность света влияет на то, как люди живут, работают и взаимодействуют. Совсем недавно исследователи обнаружили, как свет влияет на наше здоровье и благополучие. Исследования показали, что, хотя стандартный искусственный свет отвечает нашим визуальным потребностям, его недостаточно для обеспечения надлежащих биологических сигналов, которые необходимы нашему телу и мозгу, и даже может оказать негативное влияние на наше здоровье в долгосрочной перспективе.Причина в том, что теперь люди проводят большую часть своей жизни в помещении — мы потеряли связь с солнцем и солнечным днем и больше не получаем критические световые сигналы, необходимые нашему телу и мозгу для улучшения сна и дневной активности. Мы живем в помещении, в котором слишком темно, чтобы наш мозг мог идентифицировать себя как дневное время, и слишком яркий ночью, чтобы наш мозг мог распознать ночное время. Мы потеряли связь с нашим естественным циркадным циклом. Например, подумайте о ярко освещенном продуктовом магазине, в который вы ходите поздно вечером, или о тусклом лекционном зале или конференц-зале, в котором вы можете провести середину дня — это полная противоположность световым сигналам, вокруг которых развивалось наше тело.
Наш современный образ жизни достиг точки, когда большинство из нас проводит около 87% своего времени в помещении. Это означает, что большая часть нашего «дневного света» почти полностью обеспечивается искусственным освещением.
Без надлежащего дневного освещения и из-за того, что мы остаемся более активными в более яркой окружающей среде ночью, наши циклы сна и бодрствования, которые напрямую связаны с нашими циркадными ритмами и выработкой мелатонина (ключевого гормона сна) — , становятся нерегулируемыми. Чтобы получить полноценный и спокойный сон, который способствует дневному бодрствованию и повышению уровня энергии, настроения и продуктивности; нам нужен хорошо функционирующий циркадный ритм.Когда это происходит, мы улучшаем качество сна, позволяя нашим циркадным системам восстанавливать как наше тело, так и наш разум.
Исследования также показали, что правильные дневные световые сигналы также влияют на серотонин (1), предшественник мелатонина. Серотонин помогает нам чувствовать себя позитивно, спокойно и продуктивно — это то, что мы получаем при достаточном дневном освещении, и именно поэтому сезонное аффективное расстройство (САР) является такой проблемой во время продолжительной темноты наших зимних месяцев!
В том же исследовании «Преимущества солнечного света» объясняется:
«Свет, который мы получаем на улице в летний день, может быть в тысячу раз ярче, чем мы когда-либо могли бы увидеть в помещении», — говорит исследователь мелатонина Рассел Дж.Рейтер — Центр медицинских наук Техасского университета.
«По этой причине важно, чтобы люди, которые работают в помещении, периодически выходили на улицу, и, кроме того, все мы стараемся спать в полной темноте. Это может иметь большое влияние на ритмы мелатонина и может привести к улучшению настроения, энергии и качества сна ».
Когда у нас есть доступ к солнечному свету каждый день, мы становимся здоровее, что означает лучшие результаты для людей и предприятий — сотрудники компании, которые хорошо отдохнули ночью, становятся более здоровыми, счастливыми и, следовательно, более продуктивными.Подумайте о времени, когда вы отправились в поход, в поход или просто провели весь день на улице — много раз мы обнаруживаем, что после этого мы можем спать лучше и крепче.
Что такое циркадное освещение или освещение, ориентированное на человека?
Циркадное освещение, также известное как Human Centric Lighting (HCL), фокусируется на освещении для здоровья и благополучия человека и на том, как мы можем использовать искусственный свет, чтобы обеспечить преимущества естественного дневного света.До недавнего времени искусственное освещение было сосредоточено на зрительной системе человека, циркадное освещение отвечает потребностям человеческой биологии и циркадной системы человека — цель состоит в том, чтобы обеспечить свет, который помогает людям чувствовать себя более бдительными, счастливыми и продуктивными в течение дня и улучшает сон. ночью, вечером. При проектировании рабочей среды преимущества циркадного освещения или HCL могут способствовать благополучию и сплоченности среди рабочих.
Как выбрать идеальную интенсивность света
Для разных помещений требуются разные уровни и интенсивность света.Установление надлежащих уровней освещения не только позволяет нам видеть и выполнять задачи, но и интенсивность света также обеспечивает подсознательные визуальные подсказки, которые помогают в поиске пути и визуальной иерархии в пространстве. Вы можете этого не осознавать, но даже освещение в корпоративной среде часто используется для создания ощущения «корпоративной культуры». Итак, как выбрать идеальную интенсивность света?
Наиболее целостный подход заключается в рассмотрении различных вариантов использования пространства, возраста людей, которые могут использовать это пространство, и того, как долго они могут занимать каждое пространство.
Возьмем типичную офисную среду , рекомендуемый уровень освещенности для открытого офиса составляет около 30 фут-кандел (в среднем) или 300 люкс (в среднем). Однако не имеет смысла и неудобно иметь везде одинаковый уровень интенсивности света.
Давайте, например, подумаем о конференц-залах или переговорных комнатах. Для презентаций или встреч с большим количеством участников потребуется другая интенсивность света по сравнению с неформальным командным проектом.
Конференц-залы могут нуждаться в 30 фут-канделах (300 люкс) для личных встреч, но у вас также могут быть видеопрезентации, где вам нужно уменьшить интенсивность света, чтобы вы могли более четко видеть проекционный экран или изображения.В большинстве пространств важно иметь слои света и решение освещения, которое было бы универсальным и ориентированным на человека, отвечающим потребностям жителей. Некоторые конференц-залы предназначены для быстрого наверстывания, а другие используются для тренировок в течение всего дня. Если в этих помещениях нет доступа к дневному свету, чрезвычайно важно подумать о том, как можно использовать циркадное освещение, чтобы улучшить состояние этих пространств.
Еще одна среда, для которой интенсивность внутреннего освещения является важным фактором, — это классных комнат .Обучение — это очень наглядный опыт, поэтому соответствующие световые решения должны работать в соответствии с физической средой. Мы должны учитывать горизонтальные задачи (количество света, необходимое для столов) и вертикальные задачи (количество света, необходимое для того, чтобы видеть надписи на белых досках). Как правило, для типичного класса рекомендуется 30 фут-кандел (300 люкс) в горизонтальной плоскости.
В школьной среде мы также хотим рассмотреть методы уменьшения бликов при поддержании постоянного уровня освещенности, чтобы все ученики могли видеть.Кроме того, исследования показали, что дети и подростки, которые получают правильные утренние световые сигналы, улучшают работоспособность, бдительность и снижают гиперактивность.
Наконец, давайте посмотрим на больницы и медицинские центры. Больницы — это сложное для освещения пространство, есть множество людей, у которых есть противоречивые потребности в освещении — пациенты могут нуждаться в слабом освещении, в то время как медсестрам нужен свет, чтобы видеть, что они делают. Потребность в освещении дневных медсестер по сравнению с медсестрами ночной смены также является проблемой.
Помещения для ухода за пациентами нуждаются в высококачественном освещении, чтобы медицинские работники могли правильно видеть вены и тон кожи, чтобы оценить любые потенциальные проблемы, связанные с цианозом или сепсисом.
Кроме того, мы знаем, что дневной свет так важен для здоровья человека, но когда вы болеете и находитесь в неподвижности, вы не можете выйти на улицу, чтобы получить столь необходимые для здоровья преимущества дневного света. Это делает обеспечение циркадного освещения в зонах ухода за пациентами еще более важным. Кроме того, медицинский персонал также получает большую пользу от освещения циркадного ритма, чтобы способствовать формированию сильных дневных циркадных сигналов.
Если мы сосредоточимся на палатах , создание здоровой, спокойной среды важно для выздоровления пациентов. Как правило, 10 фут-кандел (100 люкс) — это комфортный и более низкий уровень освещенности для отдыха.
Но что, если пациент хочет читать — пациенту может потребоваться немного более высокий уровень освещенности — около 20 фут-кандел (200 люкс). Однако мы также должны учитывать потребности медицинских специалистов — в палатах пациентов также есть отдельная лампа для осмотра, которую можно включать и выключать по мере необходимости для проведения обследований у постели больного и обеспечивать более высокий уровень освещения — до 50-75 фут-кандел или 500-750 люкс.Кроме того, когда пациент спит, медицинскому персоналу может потребоваться зайти в палату для измерения жизненно важных функций, и ему понадобится рабочий свет, который может обеспечить 10 фут-свечей (100 люкс), в идеале, не беспокоя пациента.
Важность выбора интенсивности света, использования слоев света для визуального комфорта, а также реализации технологии циркадного освещения очевидна — она лежит в основе технологии циркадного освещения. BIOS человеческого освещения потратил годы на разработку с использованием научных исследований данных для создавать решения, ориентированные на биологию.
(1) М. Натаниэль Мид, (апрель 2008 г.), «Преимущества солнечного света: яркое пятно для здоровья человека», Environ Health Perspect.
Как измерить освещение в люксах?
Электромагнитный спектр охватывает радиоволны с длинами волн от миллиметра и более до гамма-лучей с длинами волн менее одной триллионной метра. Ультрафиолетовый свет имеет длину волны примерно от 1 до 400 нанометров (нм), где нанометр составляет 10 -9 метров. Видимый свет , или, проще говоря, свет , представляет собой электромагнитное излучение в диапазоне приблизительно от 400 до 750 нм, в то время как инфракрасный свет имеет длины волн приблизительно от 750 до 2500 нм.
Излучение и световой поток источника света
Как и все электромагнитное излучение, свет представляет собой форму энергии. Радиантный поток или мощность — это полная энергия, излучаемая источником за секунду. Лучистый поток выражается в ваттах (Вт) и определяется выходной мощностью на всех длинах волн.
В отличие от лучистого потока, световой поток источника — это выходная мощность только в видимых длинах волн, что исключает ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. В единицах СИ световой поток выражается как люмен, (лм) и определяется путем взвешивания выходной мощности с учетом чувствительности человеческого глаза к различным длинам волн.
Например, лампа накаливания мощностью 100 Вт потребляет 100 Вт электроэнергии, чтобы произвести всего 10 Вт видимого света.Оставшаяся мощность составляет 90 Вт инфракрасного света и отработанного тепла, которые визуально бесполезны. Лучистый поток включает инфракрасный свет и составляет около 100 Вт. Световой поток, однако, будет составлять всего 10 ватт мощности в видимых длинах волн, взвешенных, чтобы отражать реакцию наших глаз, чтобы дать около 1600 люмен.
Взаимосвязь между световым потоком и люксом
Световой поток измеряет то, как мы воспринимаем яркость источника света. Однако во многих ситуациях требуется знать количество света, падающего на объект.Чтобы иметь безопасное складское пространство с хорошей видимостью, управляющий должен определять освещенность на уровне пола с помощью люксметра. Освещенность — это величина светового потока на единицу площади, выраженная как люкс (лк) в единицах СИ. Один люкс — это один люмен на квадратный метр и, следовательно, измеряет восприятие человеком яркости света в данной точке.
Как свет уменьшается с увеличением расстояния
Для источника, который светит одинаково в радиальных направлениях, количество света на единице площади уменьшается по закону обратных квадратов .Если какая-то лампочка светит на расстоянии 1 метра, освещенность может быть 900 люкс. Пятно на расстоянии 2 метров будет на двойном расстоянии и, следовательно, будет иметь только 1/2 2 , или одну четверть освещенности, которая составит 225 люкс. Пятно на расстоянии 3 метра будет на расстоянии в три раза больше и будет иметь только 1/3 3 , или одну девятую количества света, всего 100 люкс.
Если свет исходит от источника, который не является точкой, например, от трубчатой люминесцентной лампы, или если светом манипулируют линзы, зеркала или отражатели, то закон обратных квадратов может не применяться.
Процедура измерения люкс
Человеческий глаз имеет максимальную чувствительность к свету в диапазоне длин волн зелено-желтого цвета, примерно от 520 до 580 нм. Эта чувствительность падает до менее 15 процентов от максимума для красного на одном конце спектра и до 10 процентов для синего на другом. В большинстве люксметров используется один кремниевый датчик с оптическими фильтрами для имитации этого профиля чувствительности в различной степени.
Люксметры обычно точны с лампами накаливания, потому что спектральный выход очень похож для всех источников накаливания.Однако многие типы светодиодов и люминесцентных ламп (высокоинтенсивные разрядные, металлогалогенные, натриевые под высоким давлением и холодные белые офисные светильники) имеют разные спектральные профили. Высококачественные люксметры точно воспроизводят зрительный отклик глаза и могут точно измерять и другие источники света.
Люксметрам, которые плохо следуют кривой чувствительности глаза, требуется коэффициент коррекции цвета (CCF), который регулирует измерения люксметра для светодиодов или люминесцентных ламп. Следовательно, вам необходимо знать тип света, который вы измеряете, и использовать соответствующий CCF.
Процедура измерения в люксах просто требует размещения датчика измерителя на поверхности или в том месте, где вы хотите измерять падающий свет. Датчик должен быть обращен к источнику света под прямым углом. Если датчик расположен не перпендикулярно свету, измерение будет неверным, хотя некоторые люксметры имеют косинусную коррекцию для учета угла. Измерители, для которых требуется коэффициент цветовой коррекции, могут иметь средства ввода CCF для корректировки результата для светодиодов или люминесцентных ламп; в противном случае вам придется вручную умножить измеренное значение в люксе на CCF.
Как измерить свет | Правильное использование экспонометра
Измерение освещенности стало обычной практикой в различных сферах жизни, от проверки того, что ваши сотрудники работают в безопасных рабочих условиях, до проверки уровней освещенности для фотосъемки или декораций. Измерительный свет требует нескольких соображений; В этой статье представлены основные сведения о том, что такое свет и как его измеряют, а также даны инструкции по использованию измерителя освещенности (люксметра).
Что такое свет?
Не стесняйтесь пропустить этот раздел, поскольку он не является важным для понимания того, как правильно измерять свет, но является полезной вспомогательной информацией.Давайте постараемся сделать это проще. Свет — это форма электромагнитной энергии, которая распространяется волнами. Эти волны имеют длину и частоту. У людей есть рецепторы, которые могут воспринимать волны определенной длины и преобразовывать их в изображения. Эти длины волн существуют от 400 до 700 нм. Отдельные цвета присутствуют на определенных длинах волн. См. Ниже…
- Синий 420нм
- Зеленый 525нм
- Красный 635 нм
Возможно, вы слышали термины «инфракрасный» и «ультрафиолетовый».Инфракрасное — это когда длина волны длиннее, чем мы видим, и ультрафиолет, когда они короче. Оба они используются в разных типах технологий. Когда энергия излучается сразу на всех трех длинах волн, мы получаем то, что мы называем белым светом.
Типы света
Как правило, на вашем рабочем месте используется один из трех типов осветительной арматуры: это источники света на основе тепла, известные как лампы накаливания, люминесцентные лампы и светодиоды. Каждый из них по-своему излучает свет.
- Лампа накаливания — это излучаемая электромагнитная энергия, которая излучается на всех длинах волн, когда мы видим все длины волн, вещи кажутся белыми. Различные температуры изменят количество используемых длин волн. Флуоресцентные лампы
- технически находятся за пределами нашего видимого диапазона, они ультрафиолетовые и ниже 400 нм. Однако взаимодействие с покрытием на внутренней стороне их трубок дает видимый белый свет, который мы можем использовать. Светодиодные лампы
- немного сложнее и достигают белого света за счет смеси красных, зеленых и синих светодиодов или методов, аналогичных флуоресцентным лампам .
Как измерить свет
Самый простой способ понять, как измеряется свет, — это изобразить типичную лампочку с нитью накала, которая нагревается, производя свет (лампа накаливания, если вы читали предыдущий раздел).Нить накала является источником света и находится в центре сферы, и свет излучается во всех направлениях. Общее количество энергии всего произведенного света известно как «световой поток».
Вы, наверное, знакомы с Lumen; это мера силы света, о которой люди обычно слышали. Базовая единица силы света — кандела (одна зажженная свеча дает примерно 1 канделу). Одна кандела на стерадиан (область конической формы, начинающаяся от источника света) известна как просвет.
Когда мы измеряем свет, нас интересует, сколько люменов падает на поверхность; это то, что мы знаем как люкс. Один люкс — это один люмен на квадратный метр.
Рабочий пример. У нас есть источник света, общий световой поток которого составляет 1000 люмен. Если бы мы могли сфокусировать это на поверхности 1 квадратного метра, у нас была бы освещенность 1000 люкс. Однако, если бы тот же свет был распределен на площади 10 квадратных метров, у нас была бы освещенность только 100 люкс.
| Примеры уровней освещенности | |
|---|---|
| Очень яркий летний день | 100000 люкс |
| Полный дневной свет | 10 000 люкс |
| Пасмурный летний день | 1000 люкс |
| Очень темный день | 100 люкс |
| Сумерки | 10 люкс |
| Полнолуние | <1 люкс |
Альтернативным измерением света является фут-свеча, он работает так же, как люкс, за исключением того, что 1 фут-свеча составляет 1 люмен на квадратный фут.
Приборы для измерения света
Самый простой способ измерить освещенность — купить люксметр / люксметр, эти две фразы часто взаимозаменяемы. Экспонометры содержат датчик, который преобразует световую энергию в электрический заряд, который может дать пользователю показание. Как правило, они достаточно малы, чтобы их можно было брать в руке и легко переносить.
Вы можете посмотреть наш ассортимент люксметров здесь.
Экспонометр прост в использовании. Сняв колпачок с сенсора, просто поместите его на поверхность, на которой выполняется какая-либо задача, например, в центр стола.Важно, чтобы датчик располагался на поверхности, поскольку именно здесь свет отражается в глаз пользователя и представляет собой истинный уровень света, который они получают. Если держать экспонометр над поверхностью, это может привести к неточным показаниям. После этого на дисплее должно отобразиться значение в люксах.
Когда использовать люксметр
(Если вы пропустили его, вы можете прочитать раздел 1 этого руководства) Есть несколько вещей, о которых вы должны знать при использовании люксметра. Это в основном связано с тем фактом, что разные длины волн света не воспринимаются человеческим глазом одинаково.Если бы все длины волн содержали одинаковую интенсивность света, показания в люксах были бы одинаковыми, но человек-пользователь может видеть больше света определенного цвета, и свет может казаться ярче.
Чтобы лучше соотнести люксметры с человеческим восприятием света, они настроены на стандартный источник света CIE A. Это регулирует экспонометр так, чтобы свет был распределен по длинам волн домашнего света с вольфрамовой нитью.
Благодаря этим настройкам стандартный люкс или люксметр идеально подходит для использования в помещениях, где используется освещение лампами накаливания.Их также можно использовать для освещения флуоресцентными лампами, но возможны небольшие погрешности в измерениях. Это делает их идеальными инструментами для проверки освещения на большинстве рабочих мест.
Если ваше рабочее место заполнено светодиодным освещением, вам может потребоваться другое решение.
Светодиодный измеритель освещенности
С постоянно растущим успехом светодиодного освещения возникла потребность в специализированных светодиодных измерителях света. Светодиодные лампы излучают белый свет совсем не так, как лампы накаливания. Традиционный люксметр может дать точные показания в 500 люкс, но человеческий глаз не может видеть все 500 люкс, а на самом деле может видеть только 300 люкс.В конечном итоге это приводит к неточностям. Обойти это можно с помощью специального светодиодного измерителя света.
люмен и люкс — определение светового потока
Из Википедии, бесплатная энциклопедия
люкс — производная единица, основанная на люмене, а люмен — это производная единица, основанная на канделе.
Один люкс равен одному люмену на квадратный метр, где 4π люмен — это полный световой поток источника света силой света в одну канделу:
1 люкс = 1 люмен на квадратный метр
Как и в других единицах СИ , Можно использовать префиксы SI, например килолюкс (klx) равен 1000 люкс.
Люмен определяет световую энергию, излучаемую источником света. LUX, с другой стороны, определяет «плотность света» по площади поверхности и зависит от конструкции светильника. Например, параболический отражатель концентрирует световое излучение лампочки и, следовательно, увеличивает выходную мощность лампы в люксах.
Световой поток лампочки измеряется производителем лампы с помощью откалиброванного очень дорогого светомера. Покупатель лампы не может измерить или подтвердить световой поток лампы.С другой стороны, значение люкс осветительной арматуры легко измерить с помощью недорогих люксметров.
При измерении лампочек разница между люменами и люксами заключается в том, что люминесценция — это ОБЩИЙ ВЫПУСК лампы, тогда как люкс учитывает площадь, на которую проецируется световой поток. Следовательно, световая мощность источника света зависит от модификатора света (отражателя), предназначенного для концентрации света. Поток в 1000 люмен, сконцентрированный на площади в один квадратный метр, освещает этот квадратный метр яркостью 1000 люкс.Те же 1000 люмен, расположенные на площади десяти квадратных метров, дают яркость диммера всего 100 люкс. Математически 1 лк = 1 лм / м2.
Один люминесцентный светильник мощностью 12000 люмен может осветить жилую кухню яркостью 500 люкс. Чтобы осветить заводской пол площадью в десятки раз больше кухни, потребуются десятки таких светильников. Для освещения большей площади до того же уровня люкс требуется большее количество люменов.
Люкс по сравнению с фут-канделей
Одна фут-кандела ≈ 10.764 люкс. Фут-кандела (или люмен на квадратный фут) — внесистемная единица яркости. Как и BTU, он в основном широко используется только в Соединенных Штатах, особенно в строительной инженерии и в строительных нормах и правилах. Поскольку люкс и фут-кандела — это разные единицы измерения одного и того же количества, вполне допустимо преобразование фут-кандел в люкс и наоборот.
Название «фут-свеча» передает «освещенность, отбрасываемую на поверхность источником в одну канделу на расстоянии одного фута». Как бы естественно это ни звучало, этот стиль названия сейчас не одобряется, потому что формула измерения единицы измерения — это не фут-кандела, а люмен / кв. Фут.Некоторые источники, однако, отмечают, что «люкс» можно рассматривать как «метр-свечу» (то есть освещенность, отбрасываемую на поверхность источником в одну канделу на расстоянии одного метра). Источник, расположенный дальше, обеспечивает меньшую освещенность, чем ближайший, поэтому один люкс — это меньше освещенности, чем одна фут-кандела. Поскольку освещенность подчиняется закону обратных квадратов, и поскольку один фут = 0,3048 м, один люкс = 0,30482 фут-кандела ≈ 1 / 10,764 фут-кандела.
В практических приложениях, например, при измерении освещенности помещения, очень трудно измерить освещенность с точностью более 10%, и для многих целей вполне достаточно рассматривать одну фут-канделу как примерно десять люкс.
Как измерить силу света?
Человеческое зрение зависит от света. Свет отражается от поверхностей в глаза, проходя через роговицу и зрачок, образуя изображение на сетчатке. Глаз чувствителен к очень широкому диапазону интенсивности света, но на низких уровнях теряет способность различать детали. Вот почему точные работы, такие как хирургия, измерения или сборка, лучше всего выполнять при ярком свете.Работа при плохом освещении вызывает утомление и ошибки.Аварии на производстве чаще происходят при низком уровне освещенности. Кроме того, от хорошей силы света зависит, насколько хорошо люди могут наблюдать за шоу и делать качественные фотографии. В этом техническом документе от инженерной компании OMEGA по адресу:
, чтобы помочь понять измерение интенсивности света.- Что такое свет?
- В чем измеряется сила света?
- Ситуации, требующие измерения освещенности
- Светотехника
- Светоизмерительное оборудование
Что такое свет?
Свет — это форма электромагнитной энергии, которая распространяется в пространстве в виде волны.Подобно микроволнам и рентгеновским лучам, эти волны имеют длину и частоту. Разница в том, что люди обладают рецепторами, способными воспринимать энергию с длинами волн от 400 до 700 нм и превращать ее в изображения.Отдельные длины волн соответствуют разным цветам. Свет с длиной волны около 420 нм воспринимается как синий, 525 нм — зеленый и 635 нм — красный. Более длинные волны называются инфракрасными (которые воспринимаются как тепло), а более короткие волны — ультрафиолетовыми, а затем рентгеновскими лучами.
Источники света, основанные на тепле («источники накаливания») излучают электромагнитную энергию на всех длинах волн, поэтому они кажутся белыми.Фактическое распределение длин волн в этом свете зависит от температуры источника. Флуоресцентные лампы кажутся белыми только в результате флуоресценции покрытия на стекле или трубке, а светодиоды излучают свет только на одной определенной длине волны.
В чем измеряется сила света?
Основная единица силы света — кандела, номинально свет, излучаемый одной свечой, или, точнее, «источник, излучающий монохроматическое излучение с частотой 540 x 1012 герц и имеющий силу излучения в этом направлении 1/683 ватт на стерадиан.Источник света, как нить накаливания, излучает свет во всех направлениях. Фактически, он находится в центре сферы излучаемого света (поэтому световые единицы ссылаются на стерадиан). Полная энергия всего испускаемого света называется «световым потоком».
Одна кандела на стерадиан называется люменом, который является мерой интенсивности света, с которой люди наиболее знакомы. Однако наиболее важным при измерении интенсивности света является количество люменов, падающих на поверхность, которое выражается в люксах.Таким образом, один люкс — это один люмен на квадратный метр, в зависимости от расстояния до источника. (В США интенсивность света принято выражать в фут-свече. Одна фут-свеча эквивалентна одному люмену на квадратный фут).
Подводя итог, в то время как светоотдача выражается в люменах, сила света измеряется в люменах на квадратный метр или люкс.
Ситуации, требующие измерения освещенности
Фотостудия Основными причинами измерения интенсивности света являются обеспечение соблюдения минимальных стандартов освещения и определение подходящего времени выдержки в фотографии и кинематографии.Ниже описаны четыре часто встречающиеся ситуации.1. Эргономика и безопасность
Для многих условий рекомендуется минимальный уровень освещенности.
В некоторых организациях сила света измеряется только реактивно, обычно после падения или другого несчастного случая. Более разумный подход — выполнить обследование освещения, документируя уровни освещенности на рабочем месте. Если обнаруживаются области ниже минимально допустимого уровня, можно реализовать план улучшения.
2. Фотография и кинематография
В основе фотографии лежит сила света. Слабое освещение вынуждает фотографа увеличивать время экспозиции или открывать диафрагму объектива, а иногда и то и другое. Хотя многие современные камеры имеют встроенный измеритель освещенности, все же полезно знать уровни освещенности вокруг объекта, особенно для студийной или портретной фотографии.
Знание уровней освещенности также помогает обеспечить воспроизводимость кадра, что вызывает беспокойство в кинематографии.Измеряя уровни освещенности, оператор может получать стабильные результаты, обеспечивая непрерывность.
3. Мониторинг погоды
Хотя многие люксметры настроены на использование лампы накаливания, они по-прежнему полезны для сравнения на открытом воздухе. Измеритель может, например, производить записи, показывающие разницу в интенсивности между летним и зимним солнцестоянием. Картирование интенсивности света в области, предназначенной для солнечных батарей, может помочь определить оптимальное место для каждой панели.Те, кто занимается сельским хозяйством, могут извлечь выгоду из определения областей с меньшей интенсивностью света в теплице.
4. Театральная декорация и дизайн интерьера
Различие в интенсивности света — эффективный способ привлечь внимание аудитории. Художник-постановщик может захотеть, чтобы конкретный реквизит или актер был в тени для одной сцены и выделен для следующей. Точно так же дизайнер интерьера будет использовать различия в интенсивности, чтобы создать особый внешний вид.Установление уровней освещенности также помогает обеспечить воспроизводимость определенного внешнего вида и ощущений, а также подтверждает, что зрители достаточно света, чтобы видеть черты лица актеров.
Как можно измерить интенсивность света?
Свет падает на датчик, где энергия фотонов преобразуется в электрический заряд. Чем больше света падает на поверхность, тем больше заряда накапливается. В общем, эти два понятия взаимосвязаны. Калибровка измерительной электроники преобразует ток или напряжение в значение в люксах.Что еще более усложняет ситуацию, человеческий глаз не одинаково чувствителен ко всем длинам волн света и имеет большую чувствительность к зеленому. Таким образом, если на метр попадает одинаковая интенсивность синего и зеленого света, в то время как исходное значение в люксах может быть одинаковым, человек-наблюдатель будет воспринимать больше зеленого света. Чтобы решить эту проблему, люксметры настроены на ожидание света со спектральным распределением домашнего освещения с вольфрамовой нитью накала. Он определяется как стандартный источник света A CIE и регулирует исходное измерение интенсивности, чтобы лучше коррелировать с человеческим восприятием яркости.Стандартный источник света CIE A рекомендуется для всех применений, связанных с использованием ламп накаливания.
Аппаратура для измерения силы света
Внутренняя рабочая среда Прочные портативные измерители окружающей среды для измерения частоты вращения и освещенности разработаны как простые в использовании портативные приборы для измерения силы света. Основанные на стандарте CIE Standard Illuminant A, эти устройства идеально подходят для использования в областях освещения лампами накаливания и будут обеспечивать показания при флуоресцентном освещении с небольшой погрешностью в диапазоне измерения от 1 до 200 000 люкс (от 0 до 18 580 фут-свечей).Это оборудование идеально подходит для тех, кому необходимо проверить уровень освещенности в рабочих помещениях, для фотографии, оформления театральных декораций, дизайна интерьера и кинематографии. Его можно использовать на открытом воздухе, где достаточно сравнительных значений или соотношений, но не следует полагаться на точные значения интенсивности из-за его калибровки CIE.
В чем разница между люксами и люменами?
Если вы хотите понять яркость лампочки, вы можете увидеть два показателя, которые могут вас запутать — люкс и люмен.Оба связаны с яркостью, но измеряют немного разные вещи. В этой статье мы объясняем разницу между ними и объясняем, как можно разобраться в показателях!
Разница между люксами и люменами по определению
Основное различие можно резюмировать следующим образом:
- Люкс — это мера освещенности, общее количество света, падающего на поверхность.
- Люмен — это мера светового потока, общее количество света, излучаемого во всех направлениях. .
На приведенном ниже рисунке каждая желтая точка представляет собой единицу яркости. Люкс — это количество точек, падающих на определенную поверхность, а люмен — это общее количество точек, испускаемых источником света.
Чем ближе к источнику света, тем выше показание в люксах. Это происходит из-за рассеивания света при удалении от источника света.
Следовательно, когда вы смотрите на уровень люкс для лампочки, вы всегда должны убедиться, что существует соответствующее расстояние.Например, вы можете увидеть «1000 люкс на расстоянии 4 фута» — если вы видите только рейтинг люкс, вы не будете знать, на каком расстоянии он измеряется, и не сможете провести достоверное сравнение.
Для большинства направленных источников света, таких как светодиодные прожекторы, центр луча обычно имеет максимальное значение в люксе. По мере удаления от центра люкс будет уменьшаться.
Когда использовать люкс, а когда использовать люмен
Люкс важен для понимания того, насколько яркой выглядит та или иная поверхность.Это важный показатель, если вы хотите знать, насколько яркой будет поверхность, например столешница, материалы для чтения или объекты фотографии.
Без достаточного уровня освещенности может быть трудно читать или делать хорошие фотографии. Общие уровни освещенности перечислены ниже:
Темный, пасмурный день: 1000 люкс, или 20 микромолей в секунду на квадратный метр
Непрямой дневной свет: 10 000 люкс или 200 микромолей в секунду на квадратный метр
Прямой дневной свет: 100000 люкс, или 2000 микромолей в секунду на квадратный метр.
Люкс — это мера того, сколько света падает на определенную поверхность, и может быть результатом смешивания нескольких лампочек и даже дневного света.
С другой стороны, люмены важны для того, чтобы знать, сколько света излучает один источник света. Это полезно для сравнения общего количества света, излучаемого лампочкой, но в зависимости от ее распределения света и размера пространства, не всегда можно определить, «достаточно» ли этого для пространства или задачи.
Различия в методах измерения между люксами и люменами
Поскольку люкс — это мера того, сколько света падает на поверхность, даже небольшой портативный люксметр или спектрометр может измерить количество света, падающего на поверхность.Как правило, они дешевле и даже подключаются к смартфонам и используются в полевых условиях. С другой стороны,
люмен измеряет количество света, излучаемого одним источником света во всех направлениях. Следовательно, требуются немного более сложные инструменты. Обычно требуется гониосфера или интегрирующая сфера. Эти устройства улавливают свет, излучаемый под всеми углами, а затем измеряют общий излучаемый свет.
Другие сообщения
Что такое лампа E26 и как она выглядит?
Если вы собираетесь купить новую лампочку, вы могли встретить термин «E26», но вы могли не знать, что он означает.Читайте дальше … Подробнее
Как выбрать блок питания для вашего проекта светодиодной ленты
Светодиодные ленты, к сожалению, не так просты в установке и настройке, как традиционные лампы накаливания. Потому что они … Подробнее
Какую цветовую температуру светодиодной ленты выбрать?
Во время поиска белой светодиодной ленты вы могли встретить значения цветовой температуры.Не знаете, что это значит или что выбрать? Читать … Подробнее
E26 и A19 — одно и то же?
При покупке лампочек вы можете встретить термины A19 и E26. Если вы не уверены, означают ли они одно и то же, читайте дальше … Подробнее
Вернуться к блогу об освещении осциллограмм
Просмотрите нашу коллекцию статей, практических рекомендаций и руководств по различным приложениям освещения, а также подробные статьи по науке о цвете.
